VMS-365系列AC-DC电源开发设计

分立式电源解决方案和预先设计好的模块之间最常见的折衷之处就是，占据的空间和提供的相关功率密度的折衷。功率密度衡量的是单位占用体积所转换功率的瓦数；通常表示为瓦特每立方英寸 (W/in3)。如今大多数行业不断对设备的计算能力、感应能力和功能集提出了更高要求。然而，分配于执行上述任务的空间并未增加，并且在很多情况下还要求减少占用的空间。这种形势不断提高了市场对密度更大和集成度更高的解决方案的需求，供电系统也不例外。

现有的电源模块通常会针对尺寸进行优化，可在最小的空间内提供最大的瓦数。例如，下图 1 展示了 CUI 的 VMS-365 系列 AC-DC 电源，其中采用机架安装式封装，可提供高达 18 W/in³ 的功率密度。

图 1：CUI VMS-365 是一款开放框架 AC-DC 电源，可提供高达 18 W/in³ 的功率密度。

另一种截然不同的方法是，使用分立元器件将电源直接设计到系统 PCB 上。在这些解决方案中，电源解决方案和其余系统 PCB 功能之间往往存在相互竞争空间的需求。由于电源需要采用庞大笨重的元器件，这样可能会难以将所有元器件集中于电路板级解决方案，从而导致功率密度大幅度降低。当应用设计意在仅将元器件安装在 PCB 单侧时，这一点尤其突出。在无法利用系统 PCB 反面的情况下，分立式电源往往会进行扩展，从而占用宝贵的 PCB 板空间。

在这些情况下，系统 PCB 限于仅将元器件安装在电路板一侧，预先设计好的电源模块可节省极大的空间；尤其是应用中存在能利用 Z 轴的垂直空间（即垂直于系统 PCB 表面的区域）时。这大大增加了现成模块的价值，这类模块针对尺寸进行了优化，并提供了即插即用的解决方案。下图 2 展示了从单侧分立式供电解决方案，到双侧分立式供电解决方案，最终到预先设计好的电源模块，这三次设计转换所占用 PCB 面积的减少过程，其中预先设计好的电源模块能够利用 PCB 上方 Z 轴空间。